Rovatok 2015-től
Rovatok
- Bemutatkozás »
- Fejlesztés beruházás »
- Informatika »
- Korszerűsítés »
- Környezetvédelem »
- Közlekedésbiztonság »
- Közlekedéstörténet »
- Kutatás »
- Megemlékezés »
- Méréstechnika »
- Mérnöki ismeretek »
- Minőségbiztosítás »
- Szabályzatok »
- Technológia »
- Egyéb »
Szerzői segédlet
A Sínek Világa folyóirat szerzőinek összeállított szempontok és segédlet.
Tovább »Rugalmas ágyazású kiöntött csatornás vasúti felépítmény (2. rész) – Rugalmas síncsatorna-kiöntések numerikus modellezése
A végeselemes modellezéssel optimalizálható paraméterek
V. L. Markine, A. P. de Man, S. Jovanovic, C. Esveld Optimum design of embedded rail structure of high-speed lines [1] című cikkükben ismertetik a kiöntött síncsatornás szerkezetek több paraméterre történő optimalizálását. A cikkben az optimalizálás során olyan változatokat is bemutattak, melyek a gyakorlati tervezésben „feleslegesek”, hiszen adottnak tekinthető a rendelkezésre álló anyagok és sínek választéka, így ezek változtatása csak meghatározott esetekre lehetséges a mérnöki gyakorlatban. (Például nincs értelme függvényként leírni a síntalp vastagságának változását az optimalizálás során, mivel ezek egy-egy sínrendszerre jellemző értékek, és még a megtalált optimum mellett sem kerül sor új síntípus kifejlesztésre a kapott értékek figyelembevételével.) Mi az optimalizálandó tulajdonságok körét szűkítve, azokat az alábbiakban foglaltuk össze:
- Rugalmassági tulajdonságok: megfelelően megválasztott kiöntőanyag-fajta, pontosan tervezett kiöntési méretek, szükség esetén rugalmas szalagok használatával kedvezően befolyásolható a sínszálban kialakuló igénybevételek alakulása, a sínszál járműteher alatti függőleges és oldalirányú deformációja, valamint a függőleges hőkivetődéssel és a varratszakadás/síntörés miatti hézagmegnyílással szembeni biztonság. Az optimalizálás során ezeket a feltételeket együttesen kell vizsgálni.
- Sínrendszer és sínminőség: a homogén, folyamatos alá- és megtámasztásnak köszönhetően a sín igénybevételei és alakváltozásai kedvezőbben alakulnak, mint zúzottköves vágányokban, így kisebb tömegű sínrendszerek alkalmazása is lehetséges, mint a hagyományos kialakítások esetén.
- Kiöntőanyag mennyisége: a kiöntőanyag mennyisége nem független a kialakuló rugóállandótól, ezért az optimalizálás csak a két tényező együttes vizsgálatával lehetséges. A mennyiségre hatással van a választott sínrendszer, a síncsatorna és a kiöntés geometriája, a takaréküregek (esetleg idomkövek) alkalmazása. Az ismert geometria alapján meghatározható a fajlagos anyagfelhasználás mértéke, mely nem más, mint a sín egy méterére vonatkoztatott kiöntőanyag mennyisége. A paraméter jele: FK [dm3/m].
- Karbantartási igény: a kialakított szerkezetre jellemző karbantartási igény alapján kísérletet lehet tenni egy karbantartási szükséget jellemző paraméter meghatározására, amely figyelembe veszi a beavatkozási költségeket a vágány műszaki élettartama alatt. Ezt jelöljük: FF-fel [Ft/m]. Ebben a tényezőben tudjuk érvényre juttatni az egyes sínrendszerek által igényelt síngondozási igényeket vagy a megfelelően megválasztott sínminőség kedvező hatását.
- Akusztikai tulajdonságok: a kiöntőanyag fajtájának helyes megválasztásával, a sín „szabad” felületének csökkentésével, a rezgéshíd megszakításával kedvezőbb zaj- és rezgéstani tulajdonságok érhetők el, mint a hagyományos vágányok esetén.
Az akusztikai minősítő szám képzéséhez szükségünk van a sajátfrekvencia és a „szabad” felület ismeretére. Számítására az [1]-ben található iránymutatás.
Numerikus modellezés segítségével nagyszámú variáció modellezése válik lehetővé, ezzel a hosszadalmas és költséges laboratóriumi vizsgálatok nagy része kiváltható. A végeselemes vizsgálatok eredményeinek segítségével ki lehet választani az optimális variációt. Ehhez elsőként az egyes minősítő számok normalizálására (egységesítésére) van szükség, hiszen mind nagyságrendjük, mind dimenziójuk eltérő. Ezért az egyes értékek hányadosát kell képeznünk egy kiindulási variációra jellemző értékekkel. Kiindulási alapnak tekinthető az adott felhasználási területre jellemző általánosan alkalmazott kialakítás, melyet előre meg kell határozni. Ezt követően a normál minősítő számokhoz megfelelő nagyságú súlyokat rendelve azt a kialakítási variációt kell választanunk, amely esetén a súlyozott minősítő számok összege minimális. Megrendelői igény esetén a laborvizsgálatokat már csak ezen a szerkezeti kialakításon kell elvégezni.
A következő két fejezetben csak a rugalmassági tulajdonságokkal foglalkozunk. A modellezés eredményeit hasonlítjuk össze két laborvizsgálat eredményével, hogy szemléltessük a végeselemes modellezés eredményességét, felhasználhatóságát az optimalizálási folyamat során.
Irodalomjegyzék
- [1] V. L. Markine, A. P. de Man, S. Jovanovic, C. Esveld: Optimum design of embedded rail structure of high-speed lines.
- [2] Dr. Kazinczy László: Sínszálak ágyazásának és rögzítésének körülményei a burkolt közúti vasúti vágányoknál. Előadás. Szeged, 2013. április 10.
- [3] Major Zoltán: Rugalmas ágyazású kiöntött csatornás vasúti felépítmény (1. rész) – A síncsatorna kiöntőanyag jellemzőinek meghatározása. Sínek Világa, 2013/6.
- [4] Dr. Horvát Ferenc, dr. Németh György: Hazai megfelelőségigazolás – 35GPB (35LPG) sínekkel kialakított, Edilon típusú kiöntött síncsatornás közúti vasúti vágány kísérleti szakaszának építésére. Győr, 2004. április 26.
Ha szeretne rendszeresen hozzájutni a legfrisebb számokhoz, fizessen elő a folyóiratra.